[發明專利]P型晶硅太陽能電池的背場及背鈍化層制備方法

在審

• 申請號: 201810669966.2
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN110718604A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 王懿喆;易武雄;潘鼎鼎;張衛
• 申請（專利權）人: 上海硅洋新能源科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/068;H01L31/0216
• 代理公司: 31297 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 鄧文武

本發明公開了一種P型晶硅太陽能電池的背場及背鈍化層制備方法，其包括如下步驟：在P型太陽能硅片的受光面（正面）形成穩定的PN⁺結；將P型太陽能硅片放入真空環境中，在P型太陽能硅片的背光面（背面）形成一層非常薄的P型摻雜材料膜層；在P型摻雜材料膜層表面形成一層帶負電荷的氧化物膜層；將P型太陽能硅片放入氧化爐中、在無氧環境中進行熱處理，在P型太陽能硅片的背面形成P⁺背場；隨后在有氧環境中繼續加熱退火，形成背鈍化層；對氧化爐降溫、從氧化爐中取出P型太陽能硅片并冷卻。本發明能夠實現對P型晶硅太陽能電池的背場及背鈍化層的一體化制備方法、提高太陽能電池的轉化效率，簡化工藝，降低成本。

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，具體來說涉及一種P型晶硅太陽能電池的背場及背鈍化層制備方法。

背景技術

太陽能發電作為一種重要的新能源產業，在全世界范圍內得到日益廣泛的推廣和應用。隨著大量投資的涌入和產能的陸續釋放，伴隨著晶硅電池成本和價格在近幾年來一路走低，業界的競爭壓力也隨之而來。因此科研人員在不遺余力地尋求更好的提高太陽能電池效率、并降低成本的方法，以提高產品的競爭力。目前，研發人員主要從改進太陽能電池片的結構和制作工藝兩方面入手，通過改變電池結構、增加光的利用率、減少載流子的復合等來提高電池的轉換效率。目前，產線上比較成熟的產品是P型晶硅電池，業界產品的轉換效率在18%（多晶）-20%（單晶）左右。其主要特征是PN⁺結在入射光面，入射光面有同時兼備鈍化和減反射功能的薄膜；而在電池的背面，直接用絲網印刷及燒結的方式制備金屬鋁電極。這種電池的特點是：工藝已經達到最簡化，因而成本最低，入射光面得到比較完整的鈍化，而電池背面雖然通過燒結的金屬化形成了背場，但由于電池直接和金屬接觸，并未對表面進行鈍化，載流子存在比較高的復合幾率。目前比較流行的P型背鈍化電池是PERC結構，即發射極鈍化，背表面鈍化，以及局部背場的結構。其主要工藝步驟是：受光面經擴散摻雜形成PN⁺結；在背面刻蝕去除摻雜層；受光面制備鈍化減反射膜；背面用原子層沉積（ALD）或等離子體化學氣相沉積（PECVD）方法制備氧化鋁鈍化層；激光或印刷刻蝕開槽；絲網印刷背電極并燒結。這種加工方法存在的問題是：只能形成局部背場；加工過程中使用了激光和ALD等昂貴設備，造成設備成本較高；激光加工的工藝難以控制，容易對電池表面造成損傷。因此，如何開發出一種新的P型晶硅太陽能電池的背場及背鈍化層制備方法、能夠實現硅晶電池的高效化和低成本，是本領域技術人員的研究方向。

發明內容

本發明提供了一種P型晶硅太陽能電池的背場及背鈍化層的制備方法，能夠提高太陽能電池的轉化效率，簡化工藝，降低成本。

其采用的具體技術方案如下：

一種P型晶硅太陽能電池的背場及背鈍化層制備方法，其包括如下步驟：

S1:在P型太陽能硅片的受光面生成穩定的PN⁺結；

S2:將步驟S1所得P型太陽能硅片放入真空環境中，在P型太陽能硅片的背光面形成P型摻雜材料膜層；

S3:對步驟S2所得P型太陽能硅片進行加工，在所述P型摻雜材料膜層表面形成一層帶負電荷的氧化物膜層；

S4:將步驟S3所得P型太陽能硅片放入氧化爐中、對氧化爐內輸入氮氣形成無氧環境、在無氧環境中對P型太陽能硅片進行熱處理，在P型太陽能硅片的背光面形成背場；

S5:對氧化爐內輸入氧氣形成有氧環境、在有氧環境中對P型太陽能硅片繼續熱處理，在P型太陽能硅片的背光面形成背鈍化層；

S6:對氧化爐降溫、從氧化爐中取出P型太陽能硅片并冷卻。

優選的是，上述P型晶硅太陽能電池的背場及背鈍化層制備方法中：步驟S2中，通過熱蒸發或磁控濺射的方式在P型太陽能硅片的背光面形成P型摻雜材料膜層。